水處理新技術(shù)論文(2)
水處理新技術(shù)論文
水處理新技術(shù)論文篇二
循環(huán)冷卻水處理技術(shù)
摘要：循環(huán)冷卻在在石油化工、飲料、食品等生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮相當重要的作用，事關(guān)工藝生產(chǎn)及安全的重要影響因素。且用水量也越來越大，給有限的自然水資源帶來巨大挑戰(zhàn)。循環(huán)冷卻水水質(zhì)變化帶來的一系列影響不容忽視，隨著當前國家對節(jié)能環(huán)保的高度重視，如何做到即能節(jié)約用水，減少環(huán)境污染又能保證工藝生產(chǎn)，延長設(shè)備壽命。成為水處理領(lǐng)域重要的研究課題。
關(guān)鍵字：現(xiàn)狀;節(jié)水環(huán)保;創(chuàng)新
水循環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)的好壞可以對設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響，不僅影響使用效果，而且縮短設(shè)備使用壽命;環(huán)境條件的影響直接導致循環(huán)水水質(zhì)變化。工業(yè)冷凍系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水處理，最重要的是解決換熱設(shè)備的結(jié)垢和設(shè)備腐蝕問題。結(jié)垢直接影響換熱效率，造成水、電能源的過渡浪費。腐蝕會減少設(shè)備使用壽命，并存在安全隱患。因此保證設(shè)備的換熱效率和使用年限，循環(huán)利用資源，不僅給企業(yè)省下了很大的成本浪費。也響應了國家節(jié)能降耗的號召。
一、循環(huán)冷卻系統(tǒng)現(xiàn)狀
將使用中的水循環(huán)冷卻器拆解下來進行觀察和分析，可以明顯觀察到厚重的結(jié)垢層及大量垢下腐蝕的兩種情況：一種是銹垢。這種垢大多為瘤狀，瘤周邊為黑色，這些主要是水質(zhì)PH值偏低，鐵細菌和硫酸鹽還原菌繁殖導致的結(jié)果;另一類是污垢與金屬接觸部位細菌繁殖導致的后果。主要是水的流速慢，換熱面上或系統(tǒng)設(shè)備上積存污垢和雜質(zhì)所造成。
在一些大企業(yè)集團，均有后勤保障的專業(yè)隊伍，很多時候用人工物理清除結(jié)垢層或定時化學清洗，雖然可能解決換熱問題，但這種方式既浪費水，又污染環(huán)境;通過人工清理降低設(shè)備使用壽命是難免的。一些大型化工企業(yè)價值昂貴的換熱器，因頻繁進行化學清洗或人工清除而提前報廢。由此也說明污垢的危害性和循環(huán)冷卻水處理中存在的問題。
二、原因分析
1、水垢的產(chǎn)生：由于循環(huán)流通冷卻過程中水會不斷蒸發(fā)，使水中含鹽濃度不斷增高，超過某些鹽類的溶解度而沉淀。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢比較致密是一個共性，雖然可以防止對金屬面的腐蝕，但是卻大大的阻礙了傳熱效率，0.6毫米的垢厚能使傳熱系數(shù)降低18%左右。
2、污垢產(chǎn)生：主要由水中的有機物、微生物菌和分泌物、空氣中的粉塵等構(gòu)成，污垢的質(zhì)地雖然松軟，但同樣能降低傳熱效率而且還能引起垢與金屬接觸面的腐蝕。
3、電化腐蝕：循環(huán)冷卻水對換熱設(shè)備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產(chǎn)生的原因有設(shè)備設(shè)計制造缺陷、水中所含的氧氣、水中所含的腐蝕性Cl-、Fe2+、Cu2+以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，如果不加控制會極大地縮短設(shè)備使用壽命，提前報廢設(shè)備。對企業(yè)成本控制造成不利影響。
4、微生物的孳生： 因為循環(huán)冷卻水中所含有的定量的氧氣、適宜的溫度及豐富的營養(yǎng)，給微生物的生長繁殖創(chuàng)造了條件，如不加以控制將迅速導致水質(zhì)變化，主要表現(xiàn)為：臭味、變黑、黏垢沉積、設(shè)備腐蝕加劇等。因此循環(huán)冷卻水處理的關(guān)鍵即是控制微生物的繁殖與生長。
5、濁度：即通常所說的顆粒膠體物質(zhì)(粒徑一般為1nm～1μm)，一般是利用光學原理來測定。因為膠體物質(zhì)對循環(huán)冷卻水產(chǎn)生污垢、菌藻孳生起著極為重要的作用，應將這一指標盡量控制在合理低位的水平。循環(huán)冷卻水的濁度對換熱設(shè)備的污垢熱阻和腐蝕速率影響很大，這一指標要求越低越好。
三、相關(guān)技術(shù)要求
循環(huán)冷卻水水流速度均有一定要求，走管程流速一般不宜小于1.2m/s，殼程循環(huán)冷卻水流速一不宜小于0.9m/s。當流速無法滿足上述要求時，可前置小型增壓泵保證流速及流量，以保證冷卻水流速及流量;在易沉積污垢低處部位設(shè)置排污器、排污閥或反沖洗閥，內(nèi)表面同時做好必要的防腐。
一般情況下，工業(yè)冷凍循環(huán)水主要指標應控制為：
PH值 6.5-8.5
電導率 μs/cm <2500
總堿度(M) mg/L <500
總硬度(H) mg/L <500
氯離子(CI-) mg/L <250
鐵離子(Fe-) mg/L ≤0.5
銅離子(Cu+) mg/L <0.1
濁度 FUN <20
氨氮 mg/L ≤25
硫化物 mg/L ≤0.5
四、磷系配方水處理技術(shù)
為了防止結(jié)垢和腐蝕，我們近年來一直大力推廣使用磷系配方水處理技術(shù)，而且使用面較廣，雖然有效控制了水垢和腐蝕。但實踐證明磷系藥劑存在諸多不容忽視的問題，主要有以下弊端：
1、磷是營養(yǎng)物質(zhì)，可以加速水系統(tǒng)中菌藻類微生物的繁殖，所以必須附加氯和各類殺菌滅藻劑成為組合產(chǎn)品，靜化循環(huán)處理一段時間后需要排放處理，導致有大量含磷和含殺菌滅藻劑廢水排放，無形中造成工廠污水處理成本的增加。
2、磷系配方藥劑在換熱系統(tǒng)內(nèi)停留時間有限制，水解成磷酸鈣垢，循環(huán)水濃縮倍數(shù)低，不利于節(jié)約用水。
3、殺菌滅藻劑一般均為有毒或毒性較強。水域污染和富營養(yǎng)化程度成了公害性問題。對企業(yè)對社會環(huán)境危害影響較大。
4、磷系藥劑處理配方由于堿度最高允許指標為500mg/L，為了防止堿度升高，必須加酸處理。但磷酸鹽本身要增加堿度，因此只有不斷排放循環(huán)水或控制低濃縮倍數(shù)，才能正常運行，很不利于節(jié)水和環(huán)保。
五、新型節(jié)水環(huán)保水處理技術(shù)
由于國家對節(jié)能環(huán)保的日益重視和加大支持力度，新型水處理技術(shù)不斷開發(fā)，目前的聚合物LHE多功能水質(zhì)穩(wěn)定劑技術(shù)，更適應可持續(xù)發(fā)展的需要，也更受企業(yè)的歡迎。正在取代磷系配方的處理技術(shù)。
1、理論上的創(chuàng)新。變過去投加有機磷等富營養(yǎng)性水處理劑，改為投加可與水中多價離子絡(luò)合、在設(shè)備系統(tǒng)水循環(huán)過程中經(jīng)過一定時間的融合，循環(huán)后使之成為不溶物而沉淀分離的多功能LHE聚合物。使循環(huán)水中營養(yǎng)物質(zhì)降低，消除微生物和菌藻之類難以大量繁殖生長的必須條件，而且不必再投加任何殺菌滅藻劑有毒元素，水處理管理變得簡便，降低了相應成本和污水處理難度。
2、技術(shù)上的創(chuàng)新。過去的理論是防止循環(huán)水鈣鎂物質(zhì)析出防止結(jié)垢，現(xiàn)在變成為加LHE聚合物后使鈣鎂物質(zhì)絡(luò)合后析出，使新生成的絡(luò)合不溶物自動從循環(huán)水中分離，達到水質(zhì)的自行凈化，可以真正循環(huán)重復使用，減少廢水排放。減少了人工除垢的勞動強度。
3、緩蝕機理上的創(chuàng)新。高分子有機聚合物在正常運行情況下，使水處理系統(tǒng)的金屬面上逐漸形成一層有機保護膜，有效抵御了多種因素的腐蝕，延長了設(shè)備運行壽命，為工廠的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、安全、低消耗、長周期經(jīng)濟運行提供了可靠的技術(shù)保障。
4、除垢方法上的創(chuàng)新。過去用人工剝離和化學清洗十分普遍。但是化學清洗廢液污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備。采用新型多功能LHE聚合物，由于是在循環(huán)水系統(tǒng)正常運行中實現(xiàn)的，不需停產(chǎn)，沒有污染，也不腐蝕設(shè)備。垢物去除后，金屬面上同時自然形成一層有機防護膜，以后只要正常投加聚合物藥劑，系統(tǒng)再無結(jié)垢腐蝕之慮。對循環(huán)水系統(tǒng)和設(shè)備的安全運行十分有利。
上述四大創(chuàng)新，免去了要嚴格控制濃縮倍數(shù)、送檢測定循環(huán)水繁雜的各類水質(zhì)數(shù)據(jù)指標。使水處理操作變得既簡便易操作，又節(jié)水環(huán)保，且對設(shè)備運轉(zhuǎn)無損傷。
全面響應推進無磷、無有害金屬水處理配方。減少有害廢水的排放，減少腐蝕對設(shè)備帶來的危害，無磷水處理配方盡早更多地大力推出，是企業(yè)對社會責任感的體現(xiàn)，不僅環(huán)境污染問題迎刃而解，而且節(jié)約了大量能源，給社會、為企業(yè)帶來的效益非常巨大。重視科學，尊重人才。從可持續(xù)發(fā)展、以人為本的方針政策出發(fā)，我們應有所作為。
參考文獻：
[1]工業(yè)水處理發(fā)展現(xiàn)狀及展望2009 鄭書忠
[2]《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理規(guī)范》GB50050-2007
[3]工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范 GB50050―95
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